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          開關磁阻電機電流換相優化試驗方案介紹

          發布時間:2021-5-25 17:59:44      點擊次數:523

            開關磁阻電機(SRM)具有結構簡單、轉子無繞組、永磁體等優點。與其他電機相比,轉動慣量小,可高速旋轉,可靠性高,增加了開關磁阻電機的使用范圍。然而,SRM具有扭矩脈動大、噪音大的缺點。準確控制需要準確的位置信號。適當的開關角隨電流和轉速而變化。本文研究了離線狀態下的開關角。

            電流轉換過程考慮兩個控制目標。

            給定電流下的大輸出扭矩;

            小扭矩脈動。開關角被視為相電流和轉速的函數。計算得到的值存儲在計算機系統中,形成二維表格。

            優化了SRD開關磁阻電機模擬模型的過程,進一步進行了實驗驗證。

            SRM模型。

            一般來說,假定轉子尺寸是理想的,而忽略了渦流和相互感應。這個假設下,SRM開關磁阻電機的扭矩可以表示為每個相轉矩的和,每個相轉矩只與其相電流和轉子位置有關。相轉矩可以從磁鏈-電流-轉子位置角特性曲線獲得。這些曲線可以通過靜態測量獲得,并存儲在二維表中。這種方法需要大量測量或計算。而且表很難建立。二維表在實時控制過程中效率也很低。為了避免上述困難,通過簡化扭矩公式,磁鏈和扭矩可以變成兩個一維函數。通過簡化后的模型離線計算出開關角。

            優化過程。

            通過模型分析了SRM的兩個控制目標。一個目標是使平均扭矩與參考電流之比較大;二個目標是扭矩的平方根與平均扭矩之比大。把這兩個目標視為速度和電流值的函數。通過MATLAB完成模擬和優化程序,通過MATLAB工具箱中的OPTIMZATION解決優化問題。

            實驗結果表明,小扭矩脈動目標控制得到了扭矩波動的小值,約為扭矩平均值的百分之五。以大扭矩為控制目標的扭矩大于百分之二十的平均扭矩值。固定開關角的扭矩變動在百分之5-15之間。

            高性能的SRM開關磁阻電機驅動器需要控制電流相變角度,并隨轉速和電流的變化而變化。相變角度的選擇可以根據不同的控制目標進行不同的選擇。本文研究了扭矩和電流比大和小扭矩脈動兩個控制目標下的開關角度優化。一個優化目標適合高速,二個控制目標適合低速。優化過程可以離線完成,然后優化值存儲在表中。實驗結果表明,提到的控制方法取得了良好的效果。

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